原创 台积电加大先进芯片工艺技术研发的投入

随着工艺的演进，集成电路产品的研发成本和设计难度都将越来越高，作为半导体产业链中的重要环节，芯片代工企业只有与IC设计者更紧密的合作才能克服此项挑战。按照摩尔定律，芯片中的晶体管数量越多，性能就越好。无论是对IDM厂商或是芯片代工业者来说一个很大的问题是，随着芯片微缩，开发先进工艺技术的成本也越来越高。

日前，有记者采访了TSMC对外发言人孙又文处长。孙又文表示，台积电加大先进芯片工艺技术研发的投入，今年年底台积电将推出20nm工艺，在2013年底实现20nm技术节点的量产，并在2015年新建的生产线上实现16nm工艺量产。TSMC有专门的团队与客户的设计团队合作，好让客户的产品能顺利在晶圆厂生产。而且TSMC设计布建阶段就与策略性客户在程序库、IP等支持上有更紧密的合作。基本上可以说是与客户建立了一种类IDM的运作架构。因此，孙又文对这种合作模式的前景表示出了非常乐观的态度，她说，“用我们董事长张忠谋的话来说，我们的这种合作可以说是‘天作之合’。”

TSMC推动450mm晶圆厂建设

推动半导体业进步的两个轮子，一个是特征尺寸缩小，另一个是硅片直径增大。毋庸置疑，尺寸缩小总是占先。影响尺寸微缩的光刻技术，目前是一直沿用更短的曝光波波长，如ArF光源，振荡波长为193nm。由于极紫外线光刻(EUV)技术的多次推迟，使得193nm光学光刻方法发挥到淋漓尽致。如从193nm干法到湿法，一直到工艺繁复与成本增加的双重图形技术。

日前，ASML公司同时向英特尔、三星电子和TSMC发出了收购邀请，英特尔率先宣布投资总额41亿美元收购ASML公司15%的股份，其中超过30亿美元是用在收购ASML股份，10亿美元用作新技术的开发，协助加速450mm制造工具与EUV光刻技术的开发。随后，TSMC也作出了积极回应，孙又文说，“我们将投资总额为11亿欧元于ASML公司，以收购5%的股份和研发基金投入。”据悉，三星电子也承诺将投入约5亿欧元取得ASML公司3%的股份。

据Gartner预估，450mm工具开发的研发成本将耗资170亿美元，今年的支出预计是20亿美元。而其他机构预估的开发成本则差距颇大，最少的预估成本是100亿美元，也有250亿美元和400亿美元的。在过去，每改换一次晶圆尺寸需要大约10年时间。例如，从1991年采用200mm晶圆开始计算，到2001年开始启用300mm晶圆技术就需要至少十年时间。鉴于过去每10年，半导体工业便向更大晶圆尺寸进行转移；为跟上历史的步伐，三星、TSMC和英特尔等半导体巨头都曾表示，2012年是开始450mm晶圆的适当时机，但是就目前看来技术还不成熟。不过，450mm晶圆厂已是大势所趋，美国和亚洲的几家芯片商都致力于在其最新的晶圆厂中推出450mm技术，包括IBM、英特尔、GlobalFoundries、TSMC与三星电子五家芯片巨擘共同组成，耗资48亿美元的G450联盟(Global 450 Consortium)。该联盟也得到了纽约州的大力支持。五家公司将统一步调，加速从现有的300mm晶圆向新一代450mm晶圆过渡。“TSMC愿意为新技术的发展贡献自己的一份力。”孙又文如是说。

而对年初开始就广受诟病的28nm工艺产能短缺问题，孙又文给予回应说，“年初我们的28nm产能的确比较吃紧，但在我们的努力之下，位于台中科学园区的Fab15厂新产能大量开出，本季安装产能较上季大幅增加，到第四季度基本上能满足客户的需求。”